[发明专利]用于特别是内燃机的废气去污染设备以及使用该设备的方法

说明书

本发明涉及一种特别是内燃机的用于对在废气管线(10)中循环的废气去污染的去污染设备，该设备包括：至少一个催化装置，用于选择性地催化还原氮氧化物(NOx)；至少一个颗粒消除装置；主槽罐(26)，该主槽罐包括至少一种颗粒还原剂；以及用于将还原剂引入废气管线中的装置(20)。根据本发明，该设备包括还原剂添加装置(30)。

本发明涉及用于尤其是来自特别是用于机动车辆的内燃机的废气去污染设备且涉及使用该设备的方法。

更具体地，本发明涉及用于处理尤其是机动车辆的柴油机类型内燃机的废气中包含的污染物的方法，但本发明不以任何方式排除该方法用于火花点火式发动机，比如那些以气体燃料或汽油运行的那些发动机、特别是以贫油混合气(mélange pauvre)(稀薄燃烧)运行的那些发动机。

如所熟知的，来自这种发动机的废气包含许多污染物，比如未燃烧的碳氢化合物(HC)、一氧化碳、氮氧化物(NO和NO₂)以及颗粒，氮氧化物更常见地被称作NOx。

普遍认可的是，NOx排放物由在高温有氧环境下发生的燃烧所导致。无论所使用的燃料为何，一般会在任何类型燃烧中遇到这些状态。

更具体地，以贫油混合气运行的内燃机产生的NOx排放物由于废气的组分中的氧气的存在而难以处理。

目前，NOx排放物涉及的主要缺陷在于，它们直接地对人类健康具有有害效果，特别是NO₂，且通过对流层臭氧的次生形成间接地对人类健康具有有害效果。

为了符合排放物标准并保护环境和人类健康，现已必须在将废气排放至大气之前处理这些污染物。

如普遍熟知的，这借助对发动机的废气管线中循环的废气的去污染处理来实现。

因此，为了处理来自以贫油混合气运行的发动机的未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳，在废气管线上布置诸如氧化催化剂之类的催化装置。

关于特别是来自柴油发动机的废气，微粒过滤器有利地布置在该管线上，从而捕获并消除废气中存在的颗粒，并因此避免将其排放至大气。

该过滤器需要定期地通过实现被留在该过滤器中的颗粒的燃烧而再生，以防止堵塞。这些再生操作主要包含升高过滤器温度，这可在以高载荷使用发动机时自主地发生，或可通过布置在过滤器上游的催化剂上由燃烧或由发动机控制触发的直接注入废气中所导致的还原的化学物的发热氧化而形成。

可使用再生添加物来有利于再生阶段。用于微粒过滤器(FAP)的再生的添加物要理解为满足以下条件的任何添加物：允许促进连续的微粒过滤器再生现象，并因而隔开各有效的FAP再生阶段，或者在有效的FAP再生阶段期间加快烟灰燃烧，因而当废气处的温度状态和气体成分有利于该有效的再生时，允许限制与该阶段相关的燃油消耗和/或使得燃烧大量烟灰质量的可能性最大化，或者具有上述两个优势的组合。

处于简化原因，下文中简单地称为有利于再生阶段，但这不会限制本发明的范围。

关于NOx排放物，废气还流动通过其他催化装置，尤其是RCS(选择性催化还原(Réduction Catalytique Sélective))类型的催化剂。该RCS催化剂允许通过还原剂的作用将NOx选择性地还原至氮气。

一般从RCS催化剂上游被注入的该还原剂可以是氨或通过分解而生成氨的化合物、比如尿素，或是氧化或未氧化的碳氢化合物、比如乙醇。

目前，最常见的NOx去污染技术之一是使用氨的RCS催化。

该氨通过分解以液体形式注入的前体而间接地获得，该前体一般是32.5质量％的尿素水溶液、在欧洲则以商品名“AdBlue”更被熟知。

因此，尿素溶液在RCS催化剂上游被注入废气管线中。该溶液中所含的水在废气温度的影响下被快速蒸发，接着，每个尿素分子通过两阶段分解成两个氨分子。